Vergleichende Genomanalyse von pathogenen und apathogenen Neisserien des Nasenrachenraumes: Evolution der Pathogenität bei natürlich kompetenten Bakterien

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In der ersten Förderperiode des Schwerpunktprogramms wurden mittels repräsentativer Differenzanalyse (RDA) DNA-Fragmente von Neisseria meningitidis isoliert, die nicht bei der apathogenen Spezies Neisseria lactamica vorkommen. Unter den Fragmenten befanden sich drei Restriktions/Modifikationssysteme (RMS), die bei bedeutenden klonalen Linien der Meningokokken differentiell verteilt waren. Weitere Analysen ergaben, daß zwischen diesen klonalen Gruppierungen der DNA-Transfer durch natürliche Transformation im Modell der Ko-Kultur reduziert ist, und daß mindestens eines der drei RMS ursächlich an dieser Transformationsblockade beteiligt ist. Wir postulieren, daß durch differentiell verteilte RMS klonale Gruppierungen und somit die Populationsstruktur von Neisseria meningitidis stabilisiert werden (siehe beiliegendes Manuskript). In der zweiten Förderperiode sollen diese Ergebnisse vertieft und erweitert werden. Hierzu sollen durch verschiedene experimentelle und in silico- Ansätze weitere differentiell verteilte RMS bei Meningokokken identifiziert werden. Die RMS sollen molekularbiologisch und biochemisch charakterisiert werden. Die Einfluß der RMS auf die natürliche Transformation soll u.a. durch multiple "knock-out" Mutationen untersucht werden. Wir erwarten von diesen Arbeiten einen wichtigen Beitrag für das Verständnis der Populationsstruktur dieses bedeutenden humanen Pathogens. Zusätzlich zu diesen oben beschriebenen Arbeiten soll eine cDNA-RDA etabliert und durchgeführt werden, mit der differentiell exprimierte Gene bei nahe verwandten Meningokokkenlinien unterschiedlicher Virulenz untersucht werden sollen, die sich mit konventioneller RDA nicht erfassen lassen. In Kooperation mit der Arbeitsgruppe von Mark Achtman (Berlin) soll schließlich der sog. "Selective Sweep" anhand des Kapselsynthese-Genclusters von Neisseria meningitidis untersucht werden. Hier sollen bereits begonnene Arbeiten zum Thema "Evolution der Pathogenität" innerhalb des Schwerpunktprogramms fortgeführt werden.